高中生物 第四部分 浅尝现代生物技术课件 浙科版选修1.ppt

第四部分浅尝现代生物技术,考点 一 植物组织培养技术1.概念取一部分植物组织,在无菌的条件下接种在培养基上,给予一定的温度和光照,使之产生愈伤组织,或进而生根发芽,培养为成熟植株的技术。2.原理植物细胞的全能性。3.培养基(1)发芽培养基:细胞分裂素浓度大于生长素浓度的培养基。(2)生根培养基:生长素浓度大于细胞分裂素浓度的培养基。,4.操作流程,考点二 影响植物组织培养的因素分析1.内因(1)植物的种类;(2)同一种植物材料的年龄、保存时间的长短、部位等。2.外因(1)营养物质:,(2)植物激素生长素与细胞分裂素:两者使用比例及结果(如表):,(3)外界条件:温度:大多数植物通常采用(252)的温度。光照:它对愈伤组织的生长和分化有很大影响。pH:进行菊花组织培养时pH应控制在5.8左右。,【高考警示】(1)植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染,确保无菌无毒。(2)培养基中必须含有植物生长发育的全部营养物质。(3)MS培养基与微生物培养基不同:微生物培养基包括水、无机盐、碳源、氮源和生长因子,以有机营养为主。MS培养基含有大量的无机营养,尤其是植物生长所必需的大量元素和微量元素。,类型 植物组织培养技术【典例】(2012山东高考)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。(1)图中和分别表示辣椒组织培养中细胞的_和过程。,(2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值(选填“高”或“低”)时,有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时,应采取的灭菌方法是。(3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时,常用的酶是和纤维素酶。,【解析】(1)由植物组织培养的过程可知,为脱分化形成愈伤组织,为愈伤组织再分化为根、芽。(2)培养外植体需要用固体培养基,固体培养基的凝固剂为琼脂;生长素和细胞分裂素的比例低时利于发芽,高时利于生根;固体培养基要用高压蒸汽灭菌。(3)外植体消毒一般用70%的酒精;由于植物细胞有细胞壁,所以将愈伤组织分离成单个细胞需要用纤维素酶和果胶酶。答案:(1)脱分化(或去分化)再分化(2)琼脂低高压蒸汽灭菌(3)70%果胶酶,【互动探究】(1)上题图中过程必须的外界条件有哪些?提示:一定的营养物质、一定比例的激素和适宜的温度。(2)对外植体消毒时,除上题(3)提到的物质外,还需要什么物质?提示:5%的次氯酸钠溶液。,【变式训练】如图所示,图为植物组织培养流程图,图为植物组织培养过程的部分示意图,请据图回答:,(1)从理论上讲,植物细胞有形成再生植株的可能性,这是_的表现。(2)图中外植体是指从植物分离出来的,a、b分别代表和过程。(3)图中的和图A中培养基上的培养物都是由无特定形态与功能的细胞组成,称为。(4)图中的B中为胡萝卜根尖细胞,则培养成的新植株的叶片的颜色是,这说明根尖细胞具有。,【解析】植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。植物组织培养的基本过程是:外植体 愈伤组织 试管苗 完整的植物体;其中外植体是从植物器官、组织或原生质体分离出来的。胡萝卜根尖细胞中含有该植物的全部基因;其中含有控制叶片绿色性状的基因,所以由其培养成的新植株的叶片也是绿色的。答案:(1)植物细胞的全能性(2)器官、组织、原生质体脱分化再分化(3)愈伤组织(4)绿色控制叶片绿色性状的基因,脱分化,再分化,1.如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接入试管后,在一定的条件下形成试管苗的培育过程,请据图回答下列问题:,(1)图示所用技术叫,依据的理论基础是。(2)通过产生的愈伤组织细胞与根的韧皮部细胞相比,在染色体的数目上,所含基因;细胞的形态结构,其原因是_。(3)和过程主要进行的细胞分裂方式为,过程除进行分裂外,还主要进行的生理活动是。,(4)要使愈伤组织正常分化为植物体,除营养物质、培养条件外,还必须注意植物生长素与的比例。(5)此过程要进行无菌操作,主要对进行灭菌消毒,过程需要光照的原因是_。,【解题指南】(1)考查实质:本题考查植物组织培养的过程及其特点。(2)解题关键:愈伤组织是未分化的细胞集团。细胞的脱分化与再分化与植物激素的浓度有关。,【解析】(1)图示技术为植物组织培养,其理论基础为植物细胞的全能性,需经过脱分化、再分化过程。(2)(3)整个技术过程植物细胞进行有丝分裂和细胞分化,因此形成的愈伤组织与韧皮部细胞中染色体数目、基因均相同,但细胞形态、结构不同,是基因选择性表达的结果。(4)(5)此技术应进行无菌操作,主要对外植体接种的固体培养基灭菌消毒,在培养基中除营养物质外,还应注意植物激素的种类及比例。由于愈伤组织再分化后,细胞形成叶绿体,故需要光照。,答案:(1)植物组织培养植物细胞的全能性(2)相同相同不同基因的选择性表达(3)有丝分裂细胞分化(4)细胞分裂素(5)培养基芽发育成叶,叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照,2.(2013宁波模拟)宁夏是全国最适宜生产水果的生态区之一,生产的苹果浓缩果汁酸度优于其他地区的苹果,深受欧美市场欢迎,发展无病毒苗木成为建立高产优质商品苹果基地的重要措施。(1)下面是宁夏农林科学院进行苹果试管苗培养的一般过程:请填写ac所表示的内容。a.b.c.,(2)实验室一般使用保存的培养基母液来制备MS固体培养基,配制母液时,、和有机物要浓缩510倍。(3)该过程中a、c的启动关键在于培养基中所加生长素和细胞分裂素的浓度、以及。(4)离体的植物细胞能发育成完整植株的原因是_。(5)醋杆菌是生产苹果醋必用的菌种,可以从食醋中分离得到纯化的醋杆菌。扩大培养醋杆菌时,一般采用平板倒置培养,原因是。,【解析】(1)离体的植物组织或细胞,在一定条件下培养,细胞会脱分化,形成愈伤组织。愈伤组织经植物激素诱导,再分化形成胚状体或丛芽。(2)为便于保存,MS培养基的母液中,大量元素、微量元素和有机成分分别配成浓度为配方510倍的母液。,(3)植物组织培养时,用植物激素诱导脱分化或再分化。生长素和细胞分裂素的浓度、使用顺序以及用量比例,是决定脱分化和再分化的关键。二者用量比例大体相同时,有利于诱导愈伤组织。生长素所占比例大时,有利于生根;细胞分裂素所占比例大时,有利于生芽。(4)植物细胞具有本物种生物的全套遗传信息,因此可发育成一个完整的植物个体。(5)正置的培养皿盖上会凝结水珠,水珠落入培养基造成污染,因此在培养微生物时,一般采用平板倒置培养。,答案:(1)脱分化愈伤组织再分化(2)大量元素微量元素(3)使用的先后顺序用量比例(4)植物细胞具有全能性(5)防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养基造成污染,3.组织培养是近几年发展起来的一种植物无性繁殖技术,在繁殖名贵经济作物、珍稀濒危植物方面具有重要意义。以下是实验室进行植物组织培养的一般过程,请回答下列问题:,(1)实验过程中涉及到的培养基有:、生芽培养基、生根培养基。与微生物培养基相比,植物组织培养一般要添加生长素、为生长调节剂。(2)以下不属于植物组织培养使用到的设备和器材的是。酒精灯 灭菌锅 接种环恒温培养箱 CO2培养箱 封口膜和橡皮圈,(3)实验过程中,对自然生长的茎段进行消毒,常用的试剂是70%的乙醇和。(4)外植体接种后形成愈伤组织,在不同配比的激素诱导下,依次经历了和生根两个阶段,形成试管苗。其中较高的BA/NAA配比有利于诱导愈伤组织形成(根或芽)。(5)在定植前需要对组培苗移栽至草炭土或蛭石中继续培养,其目的是_。,【解析】(1)植物组织培养中涉及到多种培养基,它们是MS培养基、生芽培养基、生根培养基,这些培养基和微生物培养基不同的是要添加生长素、细胞分裂素作为生长调节剂。(2)植物组织培养中用到的器材有:酒精灯、灭菌锅、恒温培养箱、封口膜和橡皮圈。(3)外植体消毒时常用70%的乙醇和5%次氯酸钠溶液。,(4)愈伤组织在植物激素的调节下,要依次经过生芽和生根两个阶段,才能形成试管苗;当BA/NAA配比高时诱导愈伤组织生芽,当BA/NAA配比低时诱导愈伤组织生根。(5)定植前的移栽是对试管苗进行炼苗处理,使试管苗能更快地适应土壤环境。,答案:(1)MS培养基细胞分裂素(2)(3)5%次氯酸钠(4)生芽芽(5)经过炼苗处理后,试管苗才能适应土壤种植,4.(能力挑战题)回答下列有关植物组织培养的问题。(1)用于植物组织培养的植物材料称为。(2)组织培养中的细胞,从分化状态转变为未分化状态的过程称为。(3)再分化阶段所用培养基中,含有植物激素X和植物激素Y。逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比,未分化细胞群的变化情况如图所示。据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系:,当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时,_;。(4)若植物激素Y是生长素,在植物组织培养中其主要作用是;则植物激素X的名称是。(5)生产上用试管苗保留植物的优良性状,其原因是_。,【解析】(1)用于植物组织培养的离体植物器官、组织或细胞称为外植体。(2)脱分化是让已经分化的细胞经过诱导后,失去其特有的结构和功能转变成未分化细胞的过程。(3)分析图得出,植物激素X与植物激素Y浓度比等于1时,未分化的细胞群形成愈伤组织;大于1则形成芽,小于1时形成根。,(4)植物组织培养中常用生长素和细胞分裂素,生长素的作用是促进细胞生长(纵向伸长)、分裂和分化。细胞分裂素的作用是促进细胞分裂。(5)植物组织培养形成试管苗属于无性生殖,后代的遗传物质全部来自母体,不发生性状分离,便于保存优良性状。,答案:(1)外植体(2)去分化(脱分化)(3)未分化细胞群经分裂形成愈伤组织当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时,未分化细胞群分化形成芽当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时,未分化细胞群分化形成根(4)促进细胞的生长(伸长)、分裂和分化细胞分裂素(5)组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖,后代不发生性状分离,